del Cámbrico de Sonora, México 25 Paleontología Mexicana Volumen 6, núm. 1, 2017, p. 25-34

Hiolítidos del Cámbrico () de San José de Gracia, Sonora, México. Consideraciones estratigráficas y paleogeográficas

Blanca Buitrón-Sáncheza,*, Francisco Cuen-Romerob, Adrián Huerta-Ruizc, Alejandra Montijo-Gonzálezb a Departamento de Paleontología, Instituto de Geología, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad Universitaria, Delegación Coyoacán, CDMX, 04510. b Departamento de Geología, División de Ciencias Exactas y Naturales, Universidad de Sonora, Blvd. Luis Encinas y Rosales S/N, Hermosillo, Sonora. c División de Ingeniería en Ciencias de la Tierra, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional Autónoma de México, Ciudad Universitaria, Delegación Coyoacán, CDMX, 04510.

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Resumen

En la región de San José de Gracia, Ures, estado de Sonora, aflora una secuencia sedimentaria del Paleozoico inferior, que consiste en caliza oolítica, arenisca, lutita y limolita. Esta secuencia está caracterizada por una abundante y diversa biota fósil que consiste en estructuras algales oncoidales, icnofósiles e invertebrados, entre estos, esponjas, braquiópodos, hiolítidos, trilobites y blastoideos. En este trabajo, se dan a conocer por primera vez dos especies de hiolítidos para la región de San José de Gracia, Hyolithes cf. H. sonora Lochman, 1952, que fue descrita para el Cámbrico de Caborca en la región noroeste del estado de Sonora, y Haplophrentis reesei Babcock y Robison, 1988, por primera vez para México, la cual fue referida antes para el Cámbrico medio de la región norte de Utah, Estados Unidos de Norteamérica. La distribución de los organismos cámbricos de San José de Gracia, entre ellos los hiolítidos, muestra que existió una amplia provincia marina que comprendió Groenlandia, noroeste de Canadá, suroeste de Estados Unidos de Norteamérica, Sudamérica, norte de Europa, Asia y noreste de Australia, la cual formaba parte del Océano Pantalásico.

Palabras clave: Hiolítidos, Cámbrico, San José de Gracia, Sonora, México.

Abstract

In the region of San José de Gracia, Ures, Sonora state, a lower Paleozoic sedimentary sequence is exposed, consisting of oolitic limestone, siltstone, shale, and limestone. This sequence is characterized by an abundant and diverse fossil biota consisting of oncoidal algal structures, trace fossils, and invertebrates such as sponges, brachiopods, hyoliths, trilobites and blastoids. In this paper, two species are identified for the first time from San José de Gracia:Hyolithes cf. H. sonora Lochman, 1952, which was previously described for the of Caborca in the northwestern region of Sonora state; and for the first time in MexicoHaplophrentis reesei Babcock and Robison, 1988, which was previously referred to the middle Cambrian of northern Utah, United States of America. The distribution of Cambrian organisms in San José de Gracia, together with hyoliths, shows that there was a wide marine province that included Greenland, northwestern Canada, southwestern United States of America, South America, northern Europe, Asia, and northeastern Australia, which was part of the Panthalassic Ocean.

Keywords: Hyolithids, Cambrian, San José de Gracia, Sonora, Mexico. 26 Buitrón-Sánchez et al. 1. Introducción 3. Estratigrafía del Cámbrico del área de San José de Gracia La presencia de rocas cámbricas en el estado de Sonora, México, es conocida desde mediados de siglo pasado y Las rocas sedimentarias del Paleozoico inferior y medio ha sido objeto de estudios geológicos, estratigráficos y del cerro Chihuarruita han sido escasamente estudiadas, por paleontológicos (Cooper y Arellano, 1946; Lochman, 1948, lo que presentan ciertos problemas respecto a su posición 1952; Álvarez, 1949; Johnson, 1952; Baldis y Bordonaro, estratigráfica, contenido biótico y edad. Nardinet al. (2009) 1981; Stewart et al., 1984; McMenamin, 1985; Debrenne dividieron la secuencia sedimentaria en siete miembros et al., 1989; Almazán, 1989, 2002; Buitrón, 1992). Los (A-G) con base en marcadas diferencias litológicas. Cuen afloramientos sedimentarios, fosilíferos del Cámbrico de et al. (2016) en un intento por la unificación del léxico Sonora son heterogéneos en su composición litológica y estratigráfico y uniformidad de la nomenclatura cámbrica, biótica y se encuentran en diferentes localidades del estado, establece estas rocas como secciones de referencia a las entre ellas, en el noroeste en las regiones de Caborca y formaciones cámbricas del área de Caborca, reconociendo Agua Prieta, en el centro Ures y en el oriente, Arivechi. El las formaciones Proveedora, Buelna, Cerro Prieto y Arrojos. Cámbrico de San José de Gracia, Municipio de Ures, Sonora Sin embargo, debido a que la litología de la secuencia central, ha sido estudiado por diversos autores (Almazán, estratigráfica, que correspondería cronoestratigráficamente 2002; Stewart y Poole, 2002; Cuen et al., 2009; Nardin et con la Formación Arrojos de Caborca (NW Sonora), es al., 2009) principalmente orientados a la descripción de su diferente en el área de San José de Gracia, dado lo cual contenido fosilífero. En este trabajo se estudian por vez propone una nueva unidad, denominada Formación El primera los hiolítidos de esta localidad. El estudio de estos Gavilán. invertebrados contribuye a tener un mejor conocimiento del La secuencia estratigráfica del cerro Chihuarruita está registro fósil del Cámbrico de Sonora. representada por rocas sedimentarias del Cámbrico inferior- Cámbrico medio (Series 2 – Series 3). Dichas rocas han sido incluidas en las formaciones Proveedora, Buelna, Cerro 2. Materiales y métodos Prieto y El Gavilán (Cuen et al., 2016). La Formación Proveedora tiene un espesor de 225 m y El área de estudio se localiza en la carta H12–D32, escala está constituida en la base por cuarcita de color café-oscuro, 1:50000 del Instituto Nacional de Estadística, Geografía e con granos de cuarzo pequeños subredondeados y en general Informática (INEGI, 2001). La recolecta de los fósiles se con una clara clasificación granulométrica. En la parte media hizo en afloramientos cámbricos del cerro Chihuarruita, aflora una intercalación de arenisca y cuarzoarenita con localizado a 2 km al sureste del poblado de San José de estratificación laminar y cruzada de color café y en la cima Gracia, ubicado en las coordenadas geográficas 29°17’19” aflora una secuencia de cuarzoarenita masiva y compuesta N y 110°36’44” W (Figura 1). por el 95 % de granos de cuarzo que varían en tamaño de La prospección geológico-paleontológica en la región de 0.40 a 0.150 mm. El contenido de feldespato es escaso o San José de Gracia, fue realizada por el Dr. Juan José Palafox ausente, también se observaron clastos de pedernal. Está Reyes y por el Dr. Francisco Cuen Romero de la Universidad unidad contiene abundante bioturbación con icnofósiles, de Sonora, así como por la Dra. Blanca E. Buitrón Sánchez entre los que se encuentran Skolithos isp., Arenicolites del Instituto de Geología, UNAM. El material se recolectó isp., Palaeophycus isp., Asteriacites isp. y Asterosoma isp. en afloramientos de caliza y lutita del cerro Chihuarruita, (Buitrón et al., 2016). El contacto inferior de la unidad no entre los 200 y 280 m que corresponden a la Formación se observa, mientras que el contacto superior es concordante Buelna del Cámbrico inferior. Debido al tamaño de los con la Formación Buelna. ejemplares, únicamente fue necesario limpiarlos con un La Formación Buelna está conformada por caliza pincel suave para eliminar el excedente de sedimento. A intercalada con lutita, con un espesor de 74 m, en la cada muestra se le aplicó un número y posteriormente fue base aflora caliza arenosa de color morado, sobreyacidas fotografiada. Se llevaron a cabo las mediciones pertinentes por intercalaciones, de lutita y caliza con un espesor de los ejemplares, para precisar la descripción taxonómica aproximado de 40 m, seguida de una capa de lutita de 6 m, e identificarlos a nivel de especie. El material estudiado aparentemente sin fósiles y parcialmente cubierta. Además, se encuentra depositado en la Colección Nacional de se encuentra una capa de caliza color amarillo y café, con un Paleontología del Instituto de Geología, Universidad espesor aproximado de 9.10 m con alto contenido de algas Nacional Autónoma de México, Ciudad Universitaria, oncolíticas, seguida de una capa de caliza gris-oscuro con Delegación Coyoacán, CDMX 04510. Los números de clastos arenosos de forma tabular que varían en tamaño de catálogo de los cuatro ejemplares estudiados son IGM 4985 10 a 15 cm. En la parte media de la unidad, en las capas de al IGM 4988. caliza, se recolectaron ejemplares de Hyolithes cf. H. sonora Lochman, 1952, Haplophrentis reesei Babcock y Robison, 1988, en asociación con abundantes trilobites identificados Hyolithida del Cámbrico de Sonora, México 27

Figura 1. Localización del área de estudio en San José de Gracia, Sonora. como Olenellus sp. y Bristolia sp. cf. B. bristolensis (Resser, La Formación El Gavilán tiene un espesor de 233.70 m 1928) que corresponden a la Zona de Bristolia mohavensis y está constituida por lutita de color rojo, muy fracturada en y/o B. insolens del Cámbrico inferior (Series 2, Piso 4) delgadas láminas menores a 3 cm. de espesor, intercalada (Cuen et al., 2016). La Formación Buelna sobreyace con caliza de color gris-oscuro que varían en espesor desde de manera concordante a la Formación Proveedora y es 30 hasta 50 cm. Tiene abundantes fósiles de invertebrados, sobreyacida de igual manera por la Formación Cerro Prieto. entre estos esponjas, chancelóridos, braquiópodos, La Formación Cerro Prieto está representada por caliza hiolítidos (Haplophrentis reesei) y trilobites de las especies oolítica masiva de color gris-oscuro, con un espesor de Pentagnostus (Meragnostus) bonnerensis, Pagetia sp., 17.30 m, la cual se encuentra dolomitizada y recristalizada Oryctocephalites walcotti, Ogygopsis typicalis y Elrathina con fuerte intemperismo cárstico. En muestra de mano las antiqua, que corresponden a la Subzona de Albertella oolitas se observan oxidadas con un diámetro menor a 1 highlandensis, parte superior de la Zona de Mexicella mm. Esta unidad sobreyace de manera concordante a la mexicana o de Ptychagnostus praecurrens para plataforma Formación Buelna y es sobreyacida de igual manera por la abierta (Cámbrico medio, Series 3, Piso 5). El contacto Formación El Gavilán. inferior de la Formación El Gavilán es concordante con la 28 Buitrón-Sánchez et al. Formación Cerro Prieto, mientras que el contacto superior Paleozoico temprano. Algunos autores los consideraron es discordante con rocas volcánicas del Paleógeno (Figuras dentro del phylum Mollusca, clase Hyolitha Marek, 1963 2 y 3). y orden Hyolithida Matthew fide Fischer, 1962 (Babcock y Robison, 1988; Malinky et al., 1986; Marek, 1963; Marek y Yochelson, 1976). Posteriormente, Bruton y Harper (2000), 4. Paleontología Sistemática Malinky (1987, 1988, 1989, 1990); Sarmiento et al. (2001) y Waggoner y Hagardon (2005) omiten su inclusión en el Los hiolítidos pertenecen a un grupo de organismos phylum Mollusca. paleozoicos extintos, su registro es a partir del Cámbrico, Los hiolítidos de Sonora, México han sido descritos de se extinguen en el Pérmico y son muy abundantes en el Caborca por Lochman (1956) y únicamente mencionada su presencia por McMenamin (1985) en la Formación La Ciénega, en el noroeste de Sonora, pero este autor no los identifica. El estudio de los hiolítidos de San José de Gracia, Sonora, México reflejó escasa diversidad genérica y específica, no obstante, su abundancia es elevada.

Clase HYOLITHA Marek, 1963 (= CALYPTOPTOMATIDA Fisher, 1962)

Diagnosis. Concha calcárea cónica o piramidal alargada, cerrada por un opérculo (Figura 5). Presenta dos caras planas y una tercera de mayor tamaño, ligeramente convexa. Tiene dos apéndices laterales llamados helens, articulados en el interior del opérculo y raramente conservados (Figura 5). En el ápice de la concha se hallan algunos septos cóncavos Figura 2. Vista panorámica del cerro Chihuarruita con una altitud de 350 (Fisher, 1966). m en San José de Gracia, Sonora.

Figura 3. Mapa Geológico del área de estudio en el cerro Chihuarruita, San José de Gracia, Sonora (Modificado de Cuen-Romeroet al., 2016). Hyolithida del Cámbrico de Sonora, México 29

Figura 4. Columna estratigráfica de la secuencia Cámbrico temprano y medio del área de estudio en San José de Gracia (Modificado de Cuen-Romero et al., 2016). 30 Buitrón-Sánchez et al. Alcance estratigráfico. Cámbrico inferior al Pérmico no se observa la sección transversal. En el presente trabajo medio (Fisher, 1966). la especie Hyolithes cf. Hyolithes sonora Lochman, 1952, únicamente se compara con la especie Hyolithes sonora Orden HYOLITHIDA Matthew fide Fisher, 1962 (Lochman, 1952), pues los ejemplares se encuentran en Familia HYOLITHIDAE Nicholson, 1872 mal estado de conservación, sin embargo, la descripción se apoya en la forma general y en la sección transversal Diagnosis. Concha con sección transversal oval, de la concha. subtriangular, trapezoidal o subpentagonal, marcada con líneas de crecimiento. Lado dorsal redondeado y lado ventral Género Haplophrentis Babcock y Robison, 1988 ancho. Opérculo subcircular a subcuadrado, o subtrigonal (Fisher, 1966). Diagnosis. Concha de forma cónica, ancha con los lados Alcance estratigráfico y distribución. Cámbrico rectos, la superficie dorsal es convexa, opérculo de forma inferior al Pérmico medio, se han encontrado distribuidos subredondeada. Presenta una longitud de 20 mm. y una en el Paleozoico de Norteamérica, Sudamérica, Europa, anchura máxima de 7 mm. y el ángulo apical tiene 15° a Asia y África austral (Fisher, 1966). 18°. El corte transversal de la concha no se presentó. Observación. La diagnosis de la familia fue enmendada por Malinky (1988). Haplophrentis reesei Babcock y Robison, 1988 Figura 6A–C Género Hyolithes Eichwald, 1840 Hyolithes cecrops Walcott; Resser, 1939, p. 7, lám. 1, Diagnosis. Concha de pared delgada, con líneas de figs. 36–38; lám. 5, fig. 9; Gunther y Gunther, crecimiento espaciadas. Cara ventral arqueada y surcos 1982, lám. 64, figs. A–C. longitudinales débiles en la cara dorsal. Ángulo apical de Hyolithes sp.; Yochelson, 1961, lám. 33, fig. 1. la concha de 24º a 32º (Syssoiev, 1957; Fisher, 1966; Martí- Haplophrentis reesei Babcock y Robison, 1988, p. 13, Mus y Bergström, 2005). figs. 1, 5, 6; Conway Morris y Robison, 1988, p. Alcance estratigráfico y distribución. Cámbrico- 38, fig. 27. Pérmico. El género se encuentra distribuido en Norteamérica Material. Tres ejemplares, IGM 4985, IGM 4986 y (Canadá, Estados Unidos, México) Groenlandia, Noruega, IGM 4987. Australia, China (Fisher, 1966). Descripción. La concha tiene forma cónica, es ancha de Observación. La definición del género Hyolithes fue lados rectos, con el opérculo conservado, la superficie dorsal recientemente revisada por Malinky et al. (1986) y Malinky es convexa. Presenta una longitud de 20 mm y una anchura et al. (1987). máxima de 7 mm, el ángulo apical tiene en promedio de 15° a 18°. El corte transversal de la concha no se presentó. Hyolithes cf. Hyolithes sonora Lochman, 1952 Discusión. Se hallaron tres ejemplares mal conservados, Figura 6D en los que no se aprecia la ornamentación externa, la impresión de estructuras internas y procesos cardinales. Material. Un ejemplar, IGM 4988. El material se recolectó en las formaciones Buelna Descripción. La concha es cónica de lados rectos, la y El Gavilán del cerro Chihuarruita en el poblado de superficie dorsal ligeramente convexa y la ventral plana que San José de Gracia, Sonora. Dicha especie se identifica se observa en el corte transversal. La longitud promedio es como Haplophrentis reesei descrita previamente para el de 7 mm. y su anchura máxima es de 2 mm. en la región Cámbrico medio de la localizada al norte de más amplia; el ángulo apical tiene 5º. No se conservó la Utah, Estados Unidos de Norteamérica. Una especie afín ornamentación externa ni el opérculo. es Haplophrentis carinatus (Babcock y Robison, 1988, p. Discusión. Los especímenes de hiolítidos son muy 15, fig. 7) cuyo carácter distintivo es la presencia de una abundantes en las calizas de la Formación Buelna del cerro Chihuarruita. En un fragmento de roca con dimensiones de 5 x 10 cm, se encuentra un promedio de 10 ejemplares. Lochman (1952 p. 18, 113, lám. 27, figs. 17-25) propone la especie Hyolithes sonora que procede de la Zona de Kootenia-Glossopleura en la Formación Arrojos (Cámbrico medio), localizada a 2.5 km al suroeste de Caborca, Sonora, México. Al respecto, la relaciona con otras especies del género Hyolithes, entre ellas H. cecrops Walcott y H. comptus Howell de Spence Shale, Utah; así como H. idahoensis Resser de Rennie Shale, Idaho, EUA. No obstante, argumenta que debido a su mala conservación Figura 5. Morfología de los hiolítidos (Modificado de Houet al., 2004). Hyolithida del Cámbrico de Sonora, México 31

Figura 6. A) Haplophrentis reesei IGM 4985. B) Haplophrentis reesei IGM 4986. C) Haplophrentis reesei IGM 4987. D) Hyolithes cf. H. sonora IGM 4988. La escala gráfica equivale a un centímetro. 32 Buitrón-Sánchez et al. carina media no observada en los ejemplares de San José Gracia, entre ella los hiolítidos indica que existió una amplia de Gracia, Sonora. provincia faunística que comprendió el suroeste de Canadá, Estados Unidos de Norteamérica, México, Groenlandia, Sudamérica, norte de Europa, Asia y noreste de Australia, 5. Consideraciones Paleogeográficas que formaba parte del Océano Pantalásico (Figura 7). Además de los hiolítidos, la asociación biótica de San Reconstrucciones paleogeográficas de Norteamérica José de Gracia está conformada para la Formación Buelna indican que el margen occidental se encontraba localizado del Cámbrico inferior por abundantes trilobites identificados en los trópicos, orientado este-oeste durante el Cámbrico como Olenellus sp. y Bristolia sp. cf. B. bristolensis y temprano. Como consecuencia de dicha ubicación, la para el Cámbrico medio se tienen abundantes esponjas, asociación fosilífera de esta amplia región geográfica es chancelóridos, braquiópodos, hiolítidos y los trilobites abundante y diversa. La comunidad biótica de San José Pentagnostus (Meragnostus) bonnerensis, Pagetia sp., de Gracia denota un ambiente marino somero, cálido, de Oryctocephalites walcotti, Ogygopsis typicalis, así como salinidad normal y abundantes nutrientes, que propició Elrathina antiqua. una gran diversidad de la biota en el Paleozoico temprano de la región. Para la región de San José de Gracia, Sonora central, se describen las especies Hyolithes cf. H. sonora 6. Conclusiones propuesta previamente para la región de Caborca, noroeste de Sonora (Lochman, 1956) y Haplophrentis reesei del Se describen por primera vez para el Cámbrico inferior Cámbrico medio de la Spence Shale del norte de Utah, y medio de México, hiolítidos de la especie Haplophrentis EUA. La distribución de la biota cámbrica de San José de reesei Babcock y Robison, 1988 y para la región centro-este

Figura 7. Distribución mundial de los géneros Hyolithes y Haplophrentis. La estrella amarilla indica la presencia de ambos géneros en San José de Gracia, Sonora. Hyolithida del Cámbrico de Sonora, México 33 de Sonora, la especie de Hyolithes cf. H. sonora Lochman, Fisher, D.W., 1966, Small conoidal shells of uncertain affinities,en Moore, 1952. La distribución de la biota cámbrica de San José R.C. (ed.), Miscellanea, Conodonts, conoidal shells of uncertain de Gracia, que presenta hiolítidos, denota que existió una affinities, Worms, Trace fossils and problematical: Treatise on amplia provincia faunística la cual comprendió el suroeste Invertebrate Paleontology. Kansas: Geological Society of America de Canadá, Estados Unidos de Norteamérica, Groenlandia, and University of Kansas Press, 98–143. 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